توسع الكون: كيف للكون أن يتوسع بأسرع من سرعة الضوء؟

من المعروف لهواة علم الفيزياء والفلك كون الكون يتوسع باستمرار. بل أنه يتوسع بشكل متسارع حتى، أي أنه يصبح أسرع في توسعه مع الوقت. لكن هل يمكن أن يتوسع الكون أسرع من الضوء؟
كيف نعرف بوجود توسع الكون أصلاً؟


قبل أن نجيب عن هذا التساؤل علينا نعرف كيف توصلنا أساسا لمعرفة أن الكون يتوسع.

في عام 1929 , لاحظ عالم الفلك (إدوين هابل) أثناء رصده للمجرات البعيدة مستخدما تيليسكوب (هوكر) الذي كان الأكبر في تلك الفترة, بأن جميع المجرات تبتعد عنا .

هابل قام بتحديد سرعة إبتعاد هذه المجرات من خلال ظاهرة دوبلر وهي تغيّر طول الموجات الضوئية التي تبثها النجوم أو المجرات نتيجة تحركها.

حيث أن موجات الضوء التي تبثها المجرات الاَخذة في الإبتعاد تتمدد و تقترب أكثر من طول موجة اللون الأحمر.

وهو ما يسمى بزيادة (الإنزياح الأحمر)(Red Shift).
كيف يمكن أن يكون توسع الكون أسرع من الضوء؟


هابل وجد أيضا أنه كلما زادت المسافة التي تفصلنا عن المجرات, كلما زادت سرعة إبتعاد هذه المجرات عنا أكثر.

بمعنى أن العلاقة بين السرعة والمسافة هي خطية .

وهذا بالضبط ما ينصُ عليه قانون هابل:

(السرعة)= (ثابت هابل) X (المسافة)

ثابت هابل (الحالي)= 72 كم / الساعة لكل 3.2 مليون سنة ضوئية ( أو ما يُساوي 1 ميجابارسيك – MegaParsec ) .

بمعنى أن سرعة الإبتعاد تزداد بمقدار 72 كم/ثانية كلما زادت المسافة بمقدار مليون سنة ضوئية.

وفقا لهذا القانون, سنجد أنه من الطبيعي أن يكون هناك مجرات تبعد عنا مسافة تجعل سرعة إبتعادها تبلغ سرعة الضوء لا بل وتفوقها كذلك.

ولكن قد يتساءل أحدهم, كيف يستطيع أي شيء أن يتحرك بسرعة تفوق سرعة الضوء؟ ألا يُعد ذلك خرقا لقوانين النسبية لأينشتاين؟ في الحقيقة الجواب هو لا.

وذلك لأن النجوم والمجرات التي تبتعد عنا بسرعة تفوق سرعة الضوء لا تبذل أي طاقة حركية في هذا الإبتعاد, بمعنى أنها لا تتحرك على الإطلاق ,هي تجلس في مكانها والفضاء نفسه هو الذي يتمدد فيها.

لذا فإن النظرية الخاصة النسبية لأينشتاين تبقى خارج الإعتبار في هذه الحالة.

من المهم كذلك أن نعلم بأنه على الرغم من أن الكون هو في حالة تسارع ,فإن ثابت هابل ليس ثابتا على الإطلاق وإنما هو في تناقص مستمر مع مرور الزمن.

لذلك فإن التسمية الدقيقة له يجب أن تكون (عامل هابل المتغير- The Hubble parameter) .

عامل هابل المتغير يعتمد على عامل التحجيم (Scale Factor) الموجود في معادلات فريدمان التي تصف لنا توسع الكون.

الكون في تسارع لأن تسارع عامل التحجيم هو رقم موجب.